JPS62148255A - 複合シ−ト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自動車用エンジンなどの内燃機関におけるシ
リンダーヘッドおよびその周辺機器並びに一般産業用の
ガスケットの構成材料として好適な複合シートに関し、
特に薄物複合シートに関する。

従来の技術及び解決を要すべき問題点 締めつけボルトの長さ、あるいはその他の部材の構造上
の理由から、５００μｍ以下の薄物ガスケットがしばし
ば要求される。薄物ガスケット材として、３００μｍ厚
さまでのオイルシート、石綿ジョイントンートなどが従
来知られているが。

それらは芯材のないものであって極めて機械的強度が弱
いために、その用途は掻く一部に限られている。

ガスケットの機械的強度を増すために、金属芯材を付加
し複合シートとすることが従来より行われている。とこ
ろで、金属芯材の上に繊維補強されたエラストマー組成
物の被覆層を薄く被覆することは困難であるとの一般の
常識から、従来はエラストマー組成物を厚く被覆したり
、あるいは金属芯材が薄いと、エラストマー組成物を被
覆加工する際５金属芯材が切断する可能性があるとの理
由で予め成形されたエラストマーのシートを貼り合わせ
たりしていた。しかしながら、上記のいずれの方法によ
るにしても、複合シートの仕上がり厚さは相当に厚くな
る問題がある。更に、エラストマー組成物の被覆層の厚
さを大きくすると、初期のシール性は良好であっても、
エラストマー組成物の応力緩和により使用中に漸次シー
ル性能が低下する大きな問題もある。

問題解決の手段 金属芯材の上に繊維補強されたエラストマー組成物を薄
く被覆することは困難であると一般に信じられていた。

それにも拘らず１本発明者らは。

カレンダーロールなどの通常の被覆手段を用いて上記組
成物を金属芯板上にすり込むことにより。

意外に簡単に２００μｍ以下の薄層を形成することが可
能であることを実験的に知り、また得られた複合シート
が、ガスケットとして優れた特性を有することを確認し
て本発明を完成した。

即ち１本発明は、厚さ５０〜３００μｍの金属芯材の少
なくとも片面に繊維で補強された厚さ２０〜２００μｍ
のエラストマー組成物からなる被覆層ををすることを特
徴とする複合シートを提裸する。

作用 本発明の複合シートは、金属芯材入りであるので機械的
強度が大である。しかも片面被覆の場合は、全厚が５０
０μｍ以下の薄物であるので、従来から機械的強度と薄
さとの双方が要求されていた多くの用途に採用すること
ができる。更に本発明のエラストマー組成物は、２００
μｍ以下の薄層であるが、充分な初期シール性能を有し
、また薄いことに由来して応力緩和の程度が小さく、こ
のため長時間の使用におけるシール性能の低下が頗る小
さい長所をも有する。

以下１図面により本発明を説明する。第１図及び第２図
は１本発明複合シート１の実施例の断面であって、１１
は金属芯材、１２はエラストマー組成物の被覆層、１３
は接着剤層である。第１図の実施例では金属芯材１１の
片面のみに、一方。

第２図の実施例では金属芯材１１の両面にエラストマー
組成物の被覆層１２が設けられている。

金属芯材１１の例としては、＠、鉄、亜鉛メッキ鉄、錫
メッキ鉄などの鉄系金属、銅、黄銅、などの銅系金属、
アルミニウム、アルミニウム合金などのアルミニウム系
金属、あるいはその他の高力金属の平坦板、フック材、
パンチングメタル。

メソンユなどであってよいが、その厚さは、５０〜３０
０μｍであることを必須とする。金属芯材１１の厚さが
５０μｍ未満であると、金属芯材自、体の機械的強度が
弱くなってエラストマー組成物をその上に擦り込むとき
に座屈が生じたり、場合によっては切断することがある
。一方３００μｍより厚いと、薄物複合シートの製造の
ためにエラストマー組成物層１２の厚さを一層薄くせざ
るを得ず該層１２の施与が一般的に困難となる。金属芯
材１１の好ましい厚さは、５０〜１５０μｍである。

エラストマー組成物としては、たとえば、スチレン−ブ
タジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ク
ロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、ふっ素ゴム、
クロロスルホン化ポリエレンゴム、シリコンゴムなどの
合成ゴムや天然ゴムなどのエラストマー類の１種または
２種以上の混合物に石綿、ロックウール、ガラス繊維。

カーボン繊維、セラミック繊維、金属繊維などの無機繊
維や芳香族ポリアミド繊維、フェノール樹脂繊維などの
耐熱性有機高分子繊維などの補強用繊維を通常量、たと
えば上記エラストマー１００重量部あたり５０〜１，５
００重量部配合したものが用いられる。勿論、エラスト
マー類には、上記の補強用繊維以外に、ガスケット用ゴ
ムに通常配合される各種の薬剤、たとえば加硫剤、加硫
助剤、老化防止剤、顔料、加工助剤、充填剤などが通常
量配合されてもよい。

上記した補強用繊維は、短尺のものであってもよく、ま
た長尺の゛ものであってもよいが、好ましくは、太さが
１〜５０μｍ、特に２〜１５μｍ。

長さが０．１〜５Ｑ＋ｕ、特に０．２〜１０謹■のもの
である。

本発明の複合シートは、エラストマー組成物の層厚が大
きい現用の複合シートと同様の製造方法で製造すること
ができる。たとえば、金属芯材の表面に接着剤、たとえ
ばアクリロニトリルゴムとフェノール樹脂とを溶媒に溶
解してなる接着剤を塗布したのち、上記したエラストマ
ー組成物に溶媒を適当量添加して軟らかくしたものをカ
レンダーロールなどを用いて塗布することにより製造す
ることができる。また、予め接着剤を塗布することなく
上記の溶媒入りのエラストマー組成物をカレンダーロー
ルにて金属芯材上に直接すりこむことによっても製造す
ることができる。

実施例 以下、実施例及び比較例により本発明を一層詳細に説明
する。

実施例１ 金属芯材として厚さ１５０μｍの亜鉛メッキ鉄箔を用い
、その片面にアクリロニトリルゴムとフェノール樹脂と
を酢酸エチルに溶解した市販の接着剤（ノガワケミカル
社製の商品名、ダイヤボンド１８８０Ａ）を塗布して後
、充分に乾燥した。

一方、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（日本ゼオン
社製の商品名、ＬＸ５’１３．固形分４５重量％）２０
重量部、酸化亜鉛０．３重量部、テトラメチルチウラム
・ジスルフィド０．３重量部。

硫黄０．０５重量部、およびトルエン２０重量部とから
なる混合物を充分に混練し１次いでこの混練されたゴム
混合物４０．６５重量部につき３石綿繊維８５重量部、
硫酸バリウム５重量部を加えてよく混練し、繊維補強さ
れたエラストマー組成物を得た。

次いで、ロールの直径８０Ｇ、ロールの間隙が２００μ
ｍのカレンダーロールを用い、ロール表面速度５ｍ／分
の条件にて上記の金属芯材の接着剤を施した表面上に上
記エラストマー組成物を塗布し１次いで１５０℃に保持
した加硫室に導いて２０分加熱してエラストマー組成物
を加硫し、このようにして厚さ２００μｍの加硫した繊
維補強エラストマー組成物の層を片面に有する複合シー
トを得た。

実施例２ 実施例１と略同様の方法にて実施例１で用いた各材料を
用いて、厚さ２００μｍの加硫した繊維補強エラストマ
ー組成物の層を両面に有する複合シートを得た。

比較例１ 実施例１と同じ装置及び材料を用い、ただしカレンダー
ロール間隙を１，０００μｍに設定して厚さ８００μｍ
の加硫した繊維補強エラストマー組成物の層を片面に有
する複合シートを得た。

上記の製造例で得た各実施例及び比較例の複合シートに
つき１次に述べる方法にて初期シール特性並びに長期シ
ール特性の試験を行った。

初期シール特性：ＡＳＴＭ　　Ｆ３７　　（シール性テ
スト方法）に準じた試験装置に打ち抜き試験片９０−７
４φを冶具間にセットし、締めつけ面圧５０ｋｇ／ｃ＋
ｄを与え、内部に水圧をかけ、１５分間保持したときの
漏れの有無を目視で確認した。内圧は、０．５ｋｇ／ｃ
！Ａ　から０．５に＋ｒ／ｃｆｆｌステップで昇圧した
。

五ｌ」竺ソＬロ毘咀：水と蒸気とが循環できる機構をも
ち、かつ試験片と同一形状の治具に、打ち抜き試験片９
０−７４φを締めつけ面圧１００ｋｇ／−で締めつけ、
約２０℃の水に５分間浸漬した後約１２０℃の水蒸気に
５分間曝すヒートサイクルを試験片に与え、漏れが生じ
るヒートサイクル数を測定（ただし、漏れの確認は、目
視による）する。

この試験の結果、実施例１．実施例２．比較例１の各初
期シール特性は、それぞれ、４．０ｋｇ／ｃ１．　４．
　０ｋｇ／ｃａｌ、　　５．　０ｋｇ／ｃｒＡであり、
また。

長期シール特性試験後におけるシール特性は、それぞれ
、２００サイクル合格、２００サイクル合格、および１
２０サイクル後水漏れ有り、であった。これらのデータ
から５実施例１および実施例２の複合シートは、初期シ
ール性能においては多少比較例１の複合シートに劣るが
、長期シール性能においては、比較例１よりはるかに優
れていることがわかる。

本発明の複合シートは、それ単独で用いてもよいが、他
の材料と組み合わせて用いることもできる。たとえば、
第３図、第４図に示すガスケットは２本発明の複合シー
トの応用例である。

第３図に示すガスケットは、金属芯材１１とエラストマ
ー組成物の層１２とからなる本発明の複合シート１と先
端近くに突起部２１を有する金属け２とをグロメット３
にて一体にした構造を存する。４は、加硫ゴムからなる
補助シールである。

金属材２としては、前記した金属芯材１１の構成金属材
と同じ又は別の金属のシートが用いられる。その厚さは
、金属芯材１１と略同程度乃至その約３倍程度とするこ
とが好ましい。グロメット３で包まれた金属芯材部が、
ただ一層の金属シートからなる場合と比較して、第３図
のガスケットのように二枚の金属シート材（金属芯材１
１と金属材２）からなると、ラミネート効果によりシー
ル性能が良好となる利点がある。

第４図に示すガスケットは、金属シート材５が金属芯材
１１とその両面に施された２層のエラストマー組成物の
層１２とからなる本発明の複合ソート１の２枚によりサ
ンドイッチされた構造を有している。複合シートｌと金
属シート５とは接着剤（図示せず）を用いて接着されて
おり、たとえば複合シートの製造における加硫工程にお
いて。

予め両面に接着剤を塗布した金属シートを２枚の複合シ
ートの間に挟んで加圧下で加熱し、エラストマー組成物
層の加硫と同時に該層と金属シートとを接着することに
より製造方法することができる。金属シート５としては
、たとえば、金属芯材１１と同じ又は別の金属からなる
厚さ１００〜１０００μｍ程度のシート材が用いられる
。

一枚の厚い金属シートの片面又は両面に繊維補強された
エラストマー組成物の層を施してなるシール材は、用い
る金属が厚いために可撓性に乏しく、従って曲げを必要
とする連続生産上不利であり、また得られたシール材の
シール性能も芳しくないが、第４図に示すガスケットの
ように多数の金属層（２枚の金属芯材１１と金属シート
５）からなると、可撓性に優れ、従ってガスケットの連
続生産性、シール性が極めて良好となる。

効果 本発明の複合シートは、金属芯材を有するので機械的強
度が強く、また繊維補強されたエラストマー組成物層は
２００μｍ以下の薄層であるので複合シート全厚を従来
にない薄層とすることが可能である。従って薄層ガスケ
ットとして多くの用途に使用することができる。また、
上記のエラストマー組成物層は薄いけれども良好な初期
シール性能を有し、しかも長期シール性能については薄
いために応力緩和の程度が小さくて、このため厚層のも
のと比較して一層優れている。本発明の複合シートは従
来と同様の方法で製造方法できる。

また更に１本発明の複合シートを他の材料と組み合わせ
ることにより１種々の高性能ガスケア）が製造できる。

す、第３図及び第４図は本発明の複合シートを用いたガ
スケットの例の断面図である。

１　：　本発明実施例の複合シート １１：　金属芯材 １２：　繊維補強されたエラストマー組成物層１３：　
接着剤層 ２　：　突起部を有する金属材 ３　：　グロメット ４　：　補助シール ５　：　金属シート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、厚さ５０〜３００μｍの金属芯材の少なくとも片面
   に繊維で補強された厚さ２０〜 ２００μｍのエラストマー組成物からなる 被覆層を有することを特徴とする複合シー ト。 ２、金属芯材が、鉄系金属からなる特許請求の範囲第１
   項記載の複合シート。 ３、金属芯材が、平坦板である特許請求の範囲第１項乃
   至第２項記載の複合シート。 ４、エラストマー組成物が、スチレン−ブタジエンゴム
   またはアクリロニトリル−ブタ ジエンゴムをベースとするものである特許 請求の範囲第１項乃至第３項記載の複合 シート。